金属工艺学 复习提纲

金属工艺学复习提纲题型：单项选择、判断、名词解释、问答题、修改题（不合理的图改为合理的）具体内容：1.金属材料四大性能：强度、硬度同升同降；塑性、韧性同升同降。

P52.金属的结晶及过程：金属的结晶就是金属液态转变为晶体的过程，亦及金属原子由无序到有序的排列过程。

P12晶粒越细越好，细化晶粒的主要途径有：提高冷却速度，增加晶核数目；在金属浇筑之前，加入变质剂（孕育剂）进行变质处理，增加外来晶核。

P133.纯铁的晶体结构：有体心立方和面心立方两种。

P134.同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象。

P145.固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而仍保持溶剂晶格类型的金属晶体，属于单相组织。

P156.铁素体：碳溶解于α-Fe（体心立方）中形成的固溶体，以F表示。

P167.铁碳合金状态图（必考）：a.会画完整的图、知道各点代表的意义b.各区组织会填c.会用自己的语言分析组织从高温到低温的转变。

P188.调制：淬火并高温回火的复合热处理工艺，调制处理后钢可获得强度及韧性都比较好的综合力学性能。

P289.碳素钢牌号：eg :Q235表示厚度小于16mm时的最低屈服点不小于235MPa的碳素钢。

45号钢：表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

P3110.影响合金流动性因素：结晶范围越宽，流动性越差；浇注温度越高，流动性越好，但温度过高铸件容易产生缩孔、缩松等缺陷，故生产中一般采用“高温出炉，低温浇注”。

P4011.铸件凝固方式及对应类型金属：逐层凝固----纯金属、灰铸铁、铝硅合金等共晶成分合金；糊状凝固----球墨铸铁、铝铜合金。

P4112.缩孔和缩松的防止：加冒口；加冷铁。

采用顺序凝固的原则。

P4313.顺序凝固原则：在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固；然后是靠近冒口的部位凝固；最后才是冒口本身的凝固。

P43 14.热应力的形成原因：铸件的壁厚不均匀、各部分的冷却速度不同，以至于在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。

金属工艺学复习资料第一章1.使用性能：材料在使用过程中所表现的性能（力学性能，物理性能，化学性能）2.工艺性能：材料在加工过程中表现的性能（铸造，锻压，焊接，热处理，材料性能）3.拉伸过程的4个阶段：I.弹性形变II.屈服III.均匀塑性变形阶段IV.颈缩4.δs:屈服强度δ0.2：条件屈服强度δb:抗拉强度A k：冲击韧性HB:布氏硬度HR:洛氏硬度HV：维式硬度Ψ：收缩率δ：伸长率5.韧脆转变温度：在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象。

6.疲劳极限：材料经过无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最高应力。

用δ-1表示。

第二章1.常见纯金属的晶格类型：体心立方晶格：晶格常数a，原子数2，常见金属α-Fe，δ-Fe。

面心立方晶格：晶格常数a，原子数4，常见金属γ-Fe，Cu，Ag。

密排六方晶格：晶格常数：底面边长a和高c存在c/a=1.633，常见金属Mg，Zn，Be。

2.结晶：物质由液态转化为晶态的过程。

3.过冷度：理论结晶温度和实际结晶温度之差，过冷度大小与冷速有关。

冷速越大，过冷度越大，过冷是结晶的必要条件。

4.结晶的过程：晶核的形成----晶核长大，长成树枝晶。

5.晶粒大小对金属机械性能的影响：常温下，晶粒越细小，晶界面积越大，金属机械性能越好。

强度，硬度高，塑性韧性高。

6.细化晶粒的过程：控制过冷度----变质处理----振动搅拌----热处理7.同素异形体的转变：金属在固态下，随着温度的改变其晶体结构发生变化的现象。

912℃1394℃例：α-Fe------------γ-Fe-------------δ-Fe（体心）（面心）（体心）7.重结晶（二次结晶）：同素异构的转变。

8.合金：由两种或两种材料以上（其中一种是金属）组成的具有金属特性的材料。

9.相：金属或结晶中凡是化学成分和晶体结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。

10.固溶强化：由于溶质原子融入溶剂晶格产生晶格畸变而造成材料硬度和强度升高，塑性和韧性没有明显降低。

1.液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性2.浇注温度：浇注温度越高合金的粘度下降且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时光越长故充型能力强，反之充型能力差。

鉴于合金的充型能力随浇注温度的提高呈直线升高，因此对薄壁铸件或流动性较差的合金可适当提高其浇注温度，以防止浇不到或冷隔缺陷，但浇注温度过高，铸件容易产生缩孔，缩松，粘沙，析出性气孔，粗晶等缺陷，故浇注温度不宜过高。

3.充型能力：砂型铸造时，提高直浇道高度，使液态合金压力加大，充型能力可改善。

压力铸造，低压铸造和离心铸造时，因充型压力提高甚多，故充型能力强。

4..合金的收缩经历：液态收缩——从浇注温度到凝结开始温度之间的收缩；凝结收缩——从开始凝结到凝结结束之间的收缩；固态收缩——从凝结结束冷却到室温之间的收缩。

5.缩孔位置：扩散在铸件的上部，或最后凝结部位容积较大的孔洞。

6.判断缩孔产生位置的主意：1.画等温线发 2.画最大内接圆发3.计算机凝结模拟法7.消除缩孔的工艺措施：安放冒口和冷铁实现顺序凝结。

8.任何铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。

9.对于不允许发生变形的重要件，必须举行时效处理。

天然时效是将铸件置于露天场地半年以上，使其缓慢的发生变形，从而使内应力消除。

人工时效是将铸铁加热到550-650举行去应力退火。

时效处理宜在粗加工之后举行，以便将粗加工所产生的内应力一并消除。

10.高温出炉，低温浇注11.下列铸件宜选用哪类铸造合金，请阐述理由：（1）车床床身：宜选用灰铸铁HT300-350 因为车床需要承受高负载（2）摩托车气缸体：铸造铝合金ZL 因为气缸要求气密性好质量要轻（3）火车轮：铸钢车轮要求耐磨性好（4）压气机曲轴：可锻铸铁或球墨铸铁因为曲轴负荷大，受力复杂（5）气缸套：球墨铸铁或孕育铸铁因为要求高负荷高速工作耐磨（6）自来水管道弯头：黑心可锻铸铁承受冲压震动扭转负荷（7）减速器涡轮：铸造锡青铜用于高负荷和高滑速工作的耐磨件12.造型材料必备性能：1 一定的强度 2 一定得透气性 3较高的耐火性 4 一定的退让性13.提高耐火性和防黏沙：铸铁涂石墨水铅粉等铸钢涂石灰粉铬铁矿粉有色金属涂滑石粉14.解决透气性和退让性措施：给砂型加锯木屑，草木粉，煤粉。

一、填空题1、刀具磨损形式包括：前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面磨损。

2、切削运动主要包括主运动和进给运动。

P1 下册3、铸件壁厚相差过大将导致其产生热应力，从而使铸件厚壁部位产生拉应力、薄壁部位产生压应力。

4、周铣时根据切削部位刀齿旋转方向与工件进给方向的不同分为__顺铣 _和_ 逆铣_ _。

5、焊条药皮主要起提高电弧燃烧的稳定性、防止空气对融化金属的有害作用和保证焊缝金属的化学成分和力学性能作用。

6、拉深中容易产生的两种废品包括拉穿废品和拉皱拉深废品。

7、在设计、制造零件时应使零件在工作中产生的最大正应力与纤维方向重合，最大切应力与纤维方向垂直；并使纤维组织沿零件轮廓分布，避免纤维组织被切断。

8、生产类型一般分为大量生产、成批生产和_单件小批生产 ____。

9、加工轴类零件时常用的精基准是两端中心孔。

11、工序是机械加工工艺过程最基本的组成单元。

12、加工平面最常用的两种方法是__ 铣 _和__ 刨 __。

13、小尺寸螺纹常用的加工方法是：攻丝和套扣。

14、铸件的凝固方式有：逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。

15、焊接接头由焊缝和焊接热影响区两部分组成。

16、影响液态合金充型能力的因素有：合金的流动性、浇注温度和充型压力和铸型填充条件。

17、金属的可锻性常用金属塑性指标和变形抗力两个指标来衡量。

18、焊条焊芯主要起导电和填充焊缝金属作用。

19、切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。

20、铸件的三种凝固方式是逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。

21、常见的三种切屑类型是__ 带状切屑__、_ 节状切屑__、_崩碎切屑__。

22、根据钎料熔点的不同，钎焊可分为软钎焊、硬钎焊两类。

23、板料弯曲变形时，应尽量使弯曲线与纤维组织垂直。

P134 上册24、等离子弧是基于机械压缩效应、热收缩效应、磁收缩效应三种压缩效应所得到的截面细小的收缩电弧。

25液态合金的充型能力不足时，铸件会产生_浇不足_和_ 冷隔 _等缺陷。

一、填空：1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝结收缩)、(固态收缩)三个阶段。

2.常用的热处理主意有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。

3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。

4.按照石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。

5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。

6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。

7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。

8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。

9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。

10.锻造的主意有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。

11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。

12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。

14.铸件的凝结方式有（逐层凝结）、（糊状凝结）、（中间凝结）三种。

15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。

17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。

20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。

21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。

二、名词解释：1.充型能力：液态合金弥漫铸型型腔，获得形状残破、轮廓清晰铸件的能力，成为液态合金的充型能力。

2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度升高而塑性下降的现象称为加工硬化。

3．金属的可锻性：衡量材料在经历压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能，称为金属的可锻性。

4．焊接：利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与蔓延作用，使分离的金属材料结实地衔接起来的一种工艺主意。

5.同素异晶改变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶改变。

第一章金属切削的基础知识＠主运动使刀具与工件之间产生相对运动，促使刀具前刀面接近工件而实现切削。

@切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。

切削速度Vc=式中：d-—工件或刀具的直径，mmN——工件或刀具的转速，r/s或者r/min。

m/s或m/min式中：L——往复行程长度，mm:n r——主运动每秒或每分钟的往复次数刀具在进给运动方向上相对的位移量称为进给量。

Vf=fn=fzn mm/s或mm/minn-—刀具或工件转速，r/s或r/minmm式中：dw———工件待加工表面dm—-工件已加工表面直径＠对刀具材料的基本要求（1）较高的硬度。

刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，常温温度一般在60HRC以上.(2）足够的强度和韧度,以承受切削力，冲击和振动。

(3）较好的耐磨性,以抵抗切削过程中的磨损,维持一定的切削时间。

(4)较高的耐热性,以便于在高温下仍能保持较高的硬度，又称为红硬性或热硬性。

@常用的刀具材料：碳素工具钢（含碳量0。

7%~1.2%）、合金工具钢、高速钢(W18Cr4V)、硬质合金（粉末冶金)。

＠硬质合金:硬度高，耐磨性好，耐热性高，允许的切削速度比高速钢高数倍，但其强度和韧度均较高速钢低，工艺性也不如高速钢。

p类硬质合金比K类硬度高、耐热性好,并且在切削韧性材料时较耐磨。

@切削的种类（1）带状切屑在用大前角的刀具、较高的切削速度或较小的进给量切削塑性材料。

（2）节状切屑（3)崩碎切屑@积屑瘤定义：刀具前面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属,这就是积屑瘤,或称刀瘤.＠积屑瘤的形成：当切屑沿刀具的前面流出时,在一定的温度与压力作用下，与前面接触的切屑底层受到很大的摩擦阻力,致使这一层金属的流出速度减慢,形成一层很薄的“滞留层”.当前面对滞留层的摩擦阻力超过切削材料的内部结合力时，就会有一部分金属粘附在切削刃附近，形成积屑瘤.积屑瘤对加工的影响粗加工时希望产生积屑瘤，精加工避免积屑瘤的产生＠积屑瘤的控制1影响积屑瘤形成的主要因素有：工件材料的力学性能、切削速度和冷却润滑条件.2切削速度是影响积屑瘤的主要因素,当切削速度增大，易于形成积削瘤.3一般精车、精铣采用高速切削，铰削和宽刀精刨时,则采用低速切削，以避免形成积屑瘤.选用适当的切削液，可有效地降低切削温度，减少摩擦。

金属工艺学复习提纲第一篇第一章1.金属材料的力学性能有哪些？2.强度概念，屈服点，σ0.2，抗拉强度，塑性概念及表示方法3.硬度概念及布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）原理4.韧性概念及指标5.疲劳及疲劳强度概念6.金属的物理性能、化学性能和工艺性能分别指哪些第二章1.过冷度概念；过冷度与晶粒及金属性能关系2.常见晶体结构3.同素异晶概念4.固溶体：铁素体、奥氏体的晶格、符号表示、基本力学性能5.化合物：渗碳体化学符号、基本力学性能6.机械混合物：珠光体符号表示、含碳量、基本力学性能7.熟练掌握铁碳合金状态图。

各特性点和线的含义，钢在结晶过程中的组织转变8.钢如何分类；碳素钢分类；优质碳素结构钢牌号含义，碳素工具钢的表示及含义，合金结构钢和合金工具钢的含义第三章1.钢的热处理方法、共同点；退火与正火的区别与联系；淬火、回火概念及产生的组织、力学性能第二篇第一章1.影响充型能力因素2.铸件的凝固方式；收缩的三个阶段；缩孔、缩松的形成原因、防止；定向凝固3.内应力种类及形成原因，变形的防止，裂纹形成原因第二章1.铸铁种类；灰铸铁的性能及牌号意义2.可锻铸铁非可锻；分类及最常用的3.球墨铸铁表示；铸钢表示及应用第三章1.砂型铸造特点；机器造型基本原理、特点2.浇注位置选择原则；分型面选择原则3.理解机械加工余量和起模斜度第四章1.特种铸造的概念及方法，以及各方法的特点第五章1.铸造工艺对铸件结构的要求，表2-122.最小壁厚，壁厚均匀原因3.铸件壁联接、筋的几种布置形式第三篇第一章1.金属塑性加工定义，回复，再结晶，冷变形，热变形，锻造比，可锻性及衡量指标；决定可锻性的因素第二章1.自由锻特点，模膛分类，终锻模膛、预锻模膛、飞边槽作用2.自由锻件结构的工艺性第三章1.冲裁，落料，冲孔，凸凹模间隙，冲裁件排样2.与拉穿现象有关的因素3.冲压件结构工艺性第四篇第一章1.焊接定义，分类，焊接电弧组成，正接反接2.焊接热影响区组成3.焊接应力和变形产生原因，减小焊接应力方法，变形形式，减小和消除措施4.药皮作用；焊条的型号和牌号，选用原则5.埋弧焊特点；气体保护焊种类第二章1.其他焊接方法，了解第三章1.焊接性2.碳钢、合金钢焊接了解3.焊接接头的工艺设计。

金属工艺学复习第一篇金属材料基础知识●力学性能（机械性能）：强度与塑性、硬度、韧性、疲劳强度●同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象。

●固溶体：铁碳合金都是间隙固溶体铁素体：α铁基，低温，含碳量低，特征是强度、硬度低，塑性、韧性好奥氏体：γ铁基，较高温，含碳较高，强度及硬度不高，塑性优良，锻造常用●化合物：渗碳体Fe3C : 硬而脆●机械混合物：珠光体P：F+Fe3C，0.77C，力学性能好，塑性韧性一般；莱氏体L：含碳4.3%，渗碳体含量多，硬脆高温莱氏体奥氏体+渗碳体Ld（A+Fe3C），727C以上低温莱氏体珠光体+渗碳体Ld’（P +Fe3C），727C以下。

●热处理：普通热处理：退火、正火、淬火、回火等；表面热处理：表面淬火、化学热处理（渗碳、氮化等）●1）退火：将工件加热到高于AC3或AC1温度以上，保温一定时间，随后以足够缓慢的速度冷却，使钢得到接近平衡组织的热处理工艺。

目的：1调整硬度，便于切削加工。

2消除内应力，防止加工中变形。

3细化晶粒，为最终热处理作组织准备。

完全退火：加热到AC3以上，得到均一奥氏体组织后再缓冷转变为珠光体组织的过程。

不完全退火：加热到Ac1以上，得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体，再缓冷进行组织转变的过程。

球化退火：将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。

目的：使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。

球化退火主要适用于过共析钢2）正火：将钢加热到AC3或Accm以上，保温一定时间，在静止的空气中冷却，得到细珠光体类型组织的热处理工艺。

目的：对于低、中碳钢(≤0.6C%)，目的与退火的相同调整硬度利于切削、消除内应力、细化晶粒。

1要改善切削性能，调整硬度利于切削、消除内应力、细化晶粒。

低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火，高碳钢用球化退火。

2对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。